毕业设计（论文）-基于AT89C51单片机控制的电子负载设计.doc

目录
摘要 I
Abstract II
1电子负载的原理及概述 1
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2
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3
2 系统硬件设计 4
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AT89C51单片机的应用 6
AT89C51单片机性能特点 6
AT89C51各引脚图及各管脚功能 7
8
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A/D转换器接口ADC0809 9
11
、电流采样 11
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MOSFET场效管的应用 14
集成运放的应用 15
系统保护电路的设计 17
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、短路保护 18
3 系统软件设计 19
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Keil开发软件介绍 19
ADC0809模数转换子程序设计 20
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4 系统的可靠性设计 24
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软件系统的可靠性设计 25
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“看门狗”技术 26
结论 28
致谢 29
参考文献 30
附录1:电子负载程序设计 31
附录2:原理图 49
1 电子负载的原理及概述
在电子技术应用领域,经常要对开关电源、线性电源、UPS 电源、变压器、整流器、电池、充电器等电子设备进行测试,如何对其输出特性进行可靠、全面且比较简单、快捷的测试,一直是仪表测试行业研究的问题。传统的测试方法中一般都采用电阻、滑线变阻器、电阻箱等充当测试负载,但这些负载不能满足我们对负载多方面的要求,如:恒定电流的负载;带输出接口的负载;随意调节的负载、恒功率的负载、动态负载;多输出端口的负载等。现在有一种新型多功能的电子负载,可据实际应用中对负载特性的要求进行设置,满足了我们对负载的各种要求,解决了开发研制测试中的困难。
电子负载的意义
电子负载即电子负荷。凡是能够消耗能量的器件,可以广泛地称为负载。电子负载能消耗电能,使之转化成热能或其它形式的能量。静态的电子负载可以是电阻性(如功率电阻、滑线变阻器等) 、电感性、电容性。但实际应用中,负载形式就较为复杂,如动态负载,消耗功率是时间函数,或电流、电压是动态的,也可能是恒定电流、恒定电阻、恒定电压,不同峰值系数(交流情况下),不同功率因数或瞬时短路等。电子负载就是在实际应用中负载比较复杂的情况下而设计生产的测试设备。它能替代传统的负载,如电阻箱、滑线变阻器、电阻线、电感、电容等。尤其对吸收恒定电流或以恒定电压吸收电流,或电压电流都要在设定范围突变等传统方法不能解决的领域里,更能显示出优越性能。
电子负载的工作方式
直流电子负载可以具备恒定电流、恒定电阻、恒定电压、动态负载及短路负载等工作方式。

图1-1是电子负载与被测电源的连接图和外特性图。在定电流模式中,在额定使用环境下, 不论输入电压大小如何变化, 电子负载将根据设定值来吸收电流。
若被测电压在5~10V变化,设定电流为100mA,则当调节被测电压值时,负载上的电流值应维持在100mA不变, 而此时负载值是可变的。定电流模式能用于测试电压源及AD/ DC电源的负载调整率。负载调整率是电源在负载变动情况下能够提供稳定的输出电压的能力
, 是电源输出电压偏差率的百分比。
图1-1 电子负载的恒定电流工作方式

此种状态下,负载如纯电阻,吸收与电压成线性正比的电流。此方式适用于测试电压源,电流源的启动与限流特性。
图1-2为恒阻方式连接图和外特性图, 在定电阻模式中, 电子负载将吸收与输入电压成线性的负载电流。若负载设定为1 kΩ, 当输入电压在1~10 V 变化时, 电流变化则为10~100 mA (图1-2) 。
图1-2 电子负载的恒定电阻工作方式

图1-3为电子负载与被测电源连接图和外特性图。在此方式下电子负载将吸收足够的电流来控制电压达到设计值。
定电压模式能被使用于测试电源的限流特性。另外, 负载可以模拟电池的端电压, 故也可以使用于测试电池充电器。
图1-3 电子负载的恒定电压工作方式